Episódio 1 - O primeiro NERD: traduzindo a beleza da Natureza

"Vamos supor: você é, pela graça de Deus, Vitória, rainha do Reino Unido da Grã-Bretanha e Irlanda, defensora da fé, na era mais próspera e triunfante do Império Britânico. Os seus domínios se estendem pelo planeta. O mapa-múndi está todo salpicado com o rosa britânico. Você governa a principal potência tecnológica do mundo. A máquina a vapor é aperfeiçoada na Grã-Bretanha, em grande parte por engenheiros escoceses - que fornecem o conhecimento técnico necessário nas ferrovias e nos vapores que ligam todo o Império.

Vamos supor que no ano de 1860 você [a rainha Vitória] tem uma idéia visionária, tão ousada que teria sido rejeitada pelo editor de Júlio Verne. Você quer uma máquina que transporte a sua voz, bem como imagens em movimento da glória do Império, para dentro de cada casa do reino. Além disso, os sons e as imagens não devem passar por condutos ou fios, mas vir pelo ar - para que as pessoas possam receber mensagens inspiradoras instantâneas, destinadas a assegurar a lealdade e a ética no trabalho. A palavra de deus também poderia ser transmitida pela mesma invenção. Sem dúvida, outras aplicações socialmente desejáveis seriam encontradas.

Assim, com o apoio do primeiro-ministro, você reúne o gabinete, o estado-maior imperial e os principais cientistas e engenheiros do Império. Você vai alocar 1 milhão de libras para esse projeto, é o que lhes comunica - muito dinheiro em 1860. Se precisarem de mais, é só pedir. Você não quer saber como eles vão criar o mecanismo; que o inventem tão-somente. Oh, sim, vai ser chamado de Projeto Westminster.

Provavelmente, algumas invenções úteis emergeriam de todo esse empenho - "produtos secundários". Eles sempre aparecem, quando se investem imensas somas em tecnologia. Mas o Projeto Westminster fracassaria com quase toda certeza. Por quê? Porque a ciência subjacente não fora desenvolvida. Em 1860, o telégrafo já existia. Podiam-se imaginar, a um custo muito elevado, aparelhos de telegrafia em cada lar, as pessoas fazendo pontos e traços para enviar mensagens em código morse. Mas não era isso o que a rainha queria. Ela tinha em mente o rádio e a televisão, mas eles estavam muito fora de alcance.

No mundo real, a física necessária para inventar o rádio e a televisão viria de uma direção que ninguém poderia ter previsto.

James Clerk Maxwell nasceu em Edinburgh, na Escócia, em 1831. Com dois anos de idade, descobriu que podia usar um pedaço de lata para fazer a imagem do Sol ricochetear na mobília e dançar contra as paredes. Quando seus pais chegaram correndo, ele gritava: "É o Sol! Eu peguei o Sol com o pedaço de lata!". Na sua infância, ele era fascinado por insetos, larvas, pedras, flores, lentes, máquinas. "Era humilhante", lembrou mais tarde sua tia Jane, "ouvir tantas perguntas que não se conseguia responder de uma criança assim".

Naturalmente, quando entrou para a escola, ele já era chamado "Dafty" - sendo daft uma expressão britânica para quem não é bom da cabeça. Ele era um jovem excepcionalmente bonito, mas vestia-se com desleixo, procurando antes o conforto que a elegância, e seus regionalismos escoceses no modo de falar e na conduta eram objeto de zombaria, especialmente depois que entrou para a universidade. E ele tinha interesses peculiares.

Maxwell era um nerd."

Carl Sagan, O Mundo Assombrado pelos Demônios - 1996

O que a rainha Vitória queria era uma tecnologia capaz de transmitir sinais à distância pelo ar. Hoje se faz isso usando ondas de rádio que carregam sinais de televisão, rádio, internet, gps etc. Essas ondas de rádio são exatamente idênticas às ondas luminosas que nossos olhos conseguem enxergar, exceto pela sua frequência.

A luz que vem do Sol, das lâmpadas elétricas, do fogo, da tela do computador e que reflete nos objetos nos permitindo ver o que nos cerca, possui a mesma natureza eletromagnética que compõe as ondas de rádio, as microondas, os raios ultravioleta (UV que causam câncer de pele) e infravermelhos e até os raios-x: tudo isso é luz. Só que nossos olhos não possuem células capazes de enxergar luz em frequências além das ditas visíveis (obviamente).

Mas por que se usa ondas de rádio para enviar sinais de TV e rádio e emitir pulsos de radar? Porque as ondas de rádio possuem frequências baixíssimas (longos comprimentos de onda) e quanto maior o comprimento da onda, maior o seu alcance.

Essa noção de que a eletricidade e o magnetismo se unem para formar a luz foi uma das inúmeras contribuições de Maxwell para o conhecimento científico. Ele não tinha interesse em descobrir particularmente a natureza da luz. Estava apenas curioso por entender como a eletricidade gera magnetismo e vice-versa. A curiosidade de um cientista (de um NERD!) foi mais que suficiente para resolver o problema que tornou os milhões de libras e os melhores engenheiros da rainha completamente impotentes.

Maxwell compilou o conhecimento produzido pelo físico dinamarquês Hans Christian Örsted sobre o fenômeno da indução magnética e as descobertas do físico inglês Michael Faraday que complementavam as experiêcias de Örsted produzindo indução elétrica. O nerd primordial conseguiu sintetizar tudo o que era conhecido sobre eletricidade e magnetismo na sua época (acrescentando suas próprias correções) e escreveu as suas famosas quatro equações:

São necessários alguns anos de estudo de física e matemática para entender realmente estas equações, mas para o propósito desse post, basta que o leitor saiba preencher as lacunas.

Faça-se saber que E representa o vetor campo elétrico e B representa o vetor campo magnético.

A primeira das equações acima se chama lei de Gauss e diz que a divergência do campo elétrico é igual a densidade de carga envolvida por uma tal superfície chamada superfície gaussiana. Em outras palavras, uma carga elétrica gera um campo elétrico. Esta equação praticamente define a divergência. A divergência pode ser entendida como um operador que mede a intensidade da fonte geradora de um campo. No caso da lei de Gauss esse campo é o campo elétrico. Tente atravessar essa conversa matemática, caso você não tenha treinamento nessa área: se eu tiver alguma competência como escritor, vai valer a pena daqui a pouco.

Perceba o primeiro sinal de assimetria entre a eletricidade e o magnetismo. A segunda equação afirma que a divergência do campo magnético é SEMPRE nula. Ou seja, o campo magnético SEMPRE é gerado por uma fonte "positiva" (que você pode chamar de pólo positivo ou norte magnético) acompanhada por uma fonte "negativa" (pólo negativo ou sul magnético). Ambos se juntam e resultam em divergência nula. Se você pegar dois ímãs e aproximá-los de uma forma conveniente, vai perceber que algumas regiões vão se atrair e outras vão se repelir. Isso acontece porque o campo magnético é gerado no ímã da maneira descrita pela lei de Gauss para o magnetismo: as cargas magnéticas ao contrário das elétricas, só acontecem aos pares. Mesmo que você quebre um ímã ao meio, o resultado será dois ímãs, cada um com um pólo positivo e um negativo.

A terceira equação é chamada equação de Maxwell-Faraday e afirma que a variação de um campo magnético (representada à direita da igualdade) implica na indução de um campo elétrico.

Na quarta equação, chamada de lei de Ampère-Maxwell, pode-se perceber o segundo sinal de assimetria. Ela determina que o campo magnético pode ser gerado de duas formas: através do fluxo de elétrons, também chamado de corrente elétrica (representada pelo termo J) ou através da variação do campo elétrico (o último termo à direita, acrescentado por Maxwell), como ocorre na equação anterior.

O que se conclui dessas equações, se as compararmos de maneira ingênua, é que não existe um termo de densidade de carga magnética nem de corrente magnética. Em outras palavras não existe carga magnética. As unidades geradoras do magnetismo, como eu já falei antes, só aparecem em pares: os chamados dipólos.

Então eu pergunto: o que podemos fazer para tornar simétricas as equações de Maxwell? Afinal a Natureza não cansa de mostrar sua afinidade inesgotável pelas simetrias. O que acontece se inserirmos à mão um termo de densidade de carga magnética e corrente magnética, dessa forma:



Aí aparecem alguns constantes diferentes porque essas equações estão escritas em um sistema de unidades diferente, mas isso não muda em nada o fenômeno que elas descrevem.

Estas são as equações de Maxwell na presença de MONOPÓLOS MAGNÉTICOS (oh yeah baby!). São perfeitamente simétricas se trocarmos E por B, salvo por algumas constantes (mas vou evitar o detalhe matemático) como era de se esperar. Se existirem cargas magnéticas isoladas, como os elétrons e prótons existem na eletricidade, essas são as equações que descreveriam o eletromagnetismo. Perceba que elas são invariantes por transformações de Lorentz como as equações originais, portanto descrevem a física de referenciais inerciais em movimento relativo.

Mas e daí? Ora, Eduardo, você me mostrou que os monopólos magnéticos são um requisito estético na teoria eletromagnética. É assim que se faz física? Se for bonito, é só colocar à mão?

Ahá. Claro que não caro leitor. No próximo post eu vou falar como os monopólos podem ter surgido quando o universo jovem e homogêneo sofreu uma quebra espontânea de simetria SO(3) e se transformou na maravilhosa bagunça heterogênea que é hoje (heterogeneidade da qual nós somos fruto direto). Também vou falar em outros tipos de defeitos topológicos e nos conceitos geométricos envolvidos (são interessantes). Quem sabe um dia eu chego nas viagens no tempo.

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Link: Artigo de 1861 onde Maxwell deriva suas equações.

Apêndice:
As equações de Maxwell não descrevem a luz só porque os físicos querem e dizem que é assim. Não vou reproduzir os cálculos por razões óbvias (não tenho a intenção de catalogar aqui conhecimento acadêmico), mas todo aluno de começo de curso sabe fazer isso: se você tomar o rotacional das equações de Maxwell-Faraday e Ampère-Maxwell depois substituir as equações de Gauss, usando também a relação para o rotacional do rotacional, chega-se nas seguintes equações:

Que são equações de onda para os campos eletromagnéticos e descrevem o comportamento da luz. Esse resultado FENOMENAL é fruto da curiosidade e do talento sem precedentes de James Clerk Maxwell, o primeiro nerd.

Série: das equações de Maxwell às viagens no tempo

Como os biólogos insistem em dizer, somos macacos. E como macaco vou COPIAR. Vou iniciar minha primeira série, a tão prometida sequência de posts que vai falar sobre as equações de Maxwell: o conjunto maravilhosamente funcional e elegante de equações organizadas e corrigidas por James Clerk Maxwell (the ultimate NERD) no meio do século XIX.

As equações sugerem a existência de um objeto chamado monopólo magnético, o análogo à carga elétrica para campos magnéticos. Este objeto é um defeito topológico.

Vou falar sobre outros tipos de defeitos topológicos e sobre "topologia" em si: o conceito de métrica, geometria, as formas como estes conceitos abstratos se manifestam no universo e como falhas nessa estrutura representam fenômenos incríveis, dentre eles a viagem no tempo.

Percebam que eu gosto de falar em viagem no tempo. Sim, isso atrai os leitores. Mas tenha em mente que pra mim (e pra qualquer físico sério), a viagem no tempo é o elo perdido (foi mal Waltécio), o santo Graal da física. Nada que deva ser levado a sério, hehehe... Pelo menos por enquanto, durante a pré-adolescência da espécie humana.

Vivemos uma época onde a tecnologia apenas começa a se desenvolver e portanto temos pouco ou nenhum controle do que acontece no nosso planeta. Muito menos dos fenômenos que acontecem entre os titãs magníficos do universo: estrelas, buracos negros, galáxias, nebulosas etc. Para dizer a verdade, temos muita dificuldade em visitar a nossa Lua (em geral isso requer os especialistas mais competentes do mundo, a melhor tecnologia disponível e MUITO dinheiro) e a nossa Lua está praticamente ali ao lado. Para dizer uma verdade ainda maior, estamos descobrindo que temos dificuldade até em sobreviver na Terra sem se auto-destruir. Portanto, manipular supostos defeitos topológicos que aconteceriam num universo densamente energético e usá-los para viajar no tempo (vamos entender isso melhor em seguida) parece fora de questão, então devemos nos concentrar em fazer física séria e benéfica para a humanidade. "Infelizmente" é muito divertido estudar física teórica.

Dessa forma, concluo essa introdução deixando uma opinião pessoal que me fez, desde muito cedo, averso à religiosismos, superstições e ao sobrenatural: o universo real é infinitamente mais bonito e interessante que aquele universo confeccionado na cabeça das pessoas. Vou deixar isso claro nos próximos posts.

Missing link no longer missing?

Com sorte encontramos o elo perdido que vai mandar à merda os criacionistas.

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1184556/Scientists-missing-link-A-47million-year-old-lemur-revolutionise-human-evolution.html

Hehe...

Termodinâmica e Hora do Planeta: eu vou apagar tudo!

É o seguinte... As coisas (e as pessoas, que quase sempre são coisas) são feitas de átomos. Os átomos são feitos de partículas, as partículas de partículas menores e assim vai, até onde conseguimos olhar. Essas partículas possuem, dentre outras, a característica mais representativa do comportamento quântico: seu comportamento é estatístico. Não se sabe onde elas estão, ou pra onde vão (ao mesmo tempo), mas você pode tentar calcular a probabilidade de uma delas estar em um determinado lugar. Isso se faz através da integral em todo o espaço do módulo quadrado da função de onda, que é solução da equação de Schrödinger: no caso quântico clássico (que não inclui efeitos relativísticos).

Mas nada disso importa. O que importa é que o conjunto dessa quantidade enorme de partículas, se comportando estatisticamente, em larga escala, ou seja no que chamamos de limite clássico, se manifesta de uma forma mais natural e familiar para nós: termodinamicamente. Em outras palavras, quando estamos no nível de energia em que vivemos (na temperatura ambiente, ou como chamamos, da ordem de ), no mundo onde as coisas são menores que planetas e estrelas e maiores que átomos e moléculas, o que nós observamos desse comportamento quântico (estatístico) das partículas é o calor, a pressão, a temperatura etc. Existe uma ciência (fenomenológica) que regulamenta essa manifestação clássica dos gases formados por essas partículas e essa ciência se chama termodinâmica.

A termodinâmica possui quatro leis. Uma das formulações da segunda lei determina que todo processo desperdiça energia. Não cria, nem mantém constante, mas gasta. É por isso que é impossível construir uma máquina que funcione sem retirar energia de algum lugar. No caso dos mecanismos que encontramos no dia-a-dia, como os motores, a maior parte da energia é dissipada pelo atrito na forma de calor. Outra parte é desperdiçada pelo escapamento, no caso dos carros, na forma de poluição, para encurtar a conversa.

A verdade é que a segunda lei da termodinâmica decreta que não existe energia "limpa". Bom... existem formas de combustível (no sentido de fonte de energia) que não resultam em fumaça, smog, lixo tóxico etc. A mais conhecida dessas fontes de energia, pelo menos aqui no Brasil, é a energia elétrica. Mas em qualquer caso, seja qual for a fonte de energia utilizada, qualquer processo, em um último momento, resulta em um sub-produto inevitável: o calor. Acender uma lâmpada, ligar um computador, uma geladeira, um ar-condicionado, um ventilador... Tudo isso resulta em calor que é absorvido pela atmosfera do planeta.

A poluição pelo calor, especialmente nos últimos anos, tem se mostrado tão desagradável de se presenciar e causado tanta preocupação quanto as formas usuais de poluição pela emissão de monóxido de carbono, CFC e metano.

É por isso que eu estou divulgando aqui a Hora do Planeta. A WWF-Brasil se juntou a instituições de defesa do meio-ambiente em todo o mundo e está promovendo o desligamento de luzes nas casas de TODAS AS PESSOAS, no dia 28 de março de 2009 entre as 20:30 e 21:30 horas, para chamar a atenção das autoridades para os efeitos do aquecimento causado pela poluição emitida pelos seres humanos e mostrar ao mundo que nós brasileiros estamos conscientes do problema.

P.S.: Não esqueci da minha promessa, em um post próximo eu vou falar sobre defeitos topológicos, monopólos magnéticos, cordas cósmicas e como usá-las para construir uma máquina do tempo. É um tema muito interessante e escasso (pelo menos sob uma forma palatável) entre os livros de divulgação da física.

Maxwell

Quando eu estava na graduação tive a sorte de ter alguns professores realmente inspiradores. Alguns realmente marcantes, como o prof. Eugênio R. B. de Mello que acabou se tornando meu orientador e com sua exigência lendária conseguiu colocar na minha cabeça um pouco da física-matemática que me seria tão útil no futuro (e continua conseguindo me ensinar não só física-matemática).

Outro cidadão que teve um papel fundamental na minha formação acadêmica foi o prof. Carlos A. P. Galvão. Foi meu professor de mecânica geral (I e II) e de eletromagnetismo (I e II!). Talvez por ter feito graduação na área de engenharia (ou talvez por ser mais competente que a maioria das pessoas), o prof. Galvão sempre tinha uma forma excepcionalmente eficiente de interpretar e transmitir uma imagem clara das equações de Maxwell (e de quaisquer outros sujeitos que por ventura estivessem sendo estudados). Agora o prof. Galvão está de volta ao seu hábitat natural: o CBPF, mas deixou aqui na UFPB um eterno aluno, admirador e, espero eu, amigo.

Quando vi esse vídeo, não consegui deixar de lembrar dele. Aos desavisados, o vídeo abaixo pode ser interessante para qualquer um (leia-se leigo), mas a sua compreensão total requer conhecimento básico de integrais de superfície, derivadas e alguma familiarização com a teoria eletromagnética. Trata-se de um episódio de uma série de vídeos da Caltech intitulada The Mechanical Universe.

No meu próximo post vou avançar um pouco mais no tempo e vou falar da simetria nas equações de Maxwell e como sua estética sugere a existência de monopólos magnéticos. Também vou falar sobre este e outros defeitos topológicos como as cordas cósmicas (assunto que recentemente voltou a ser hit nas paradas de sucesso acadêmicas) e a máquina do tempo.

Deus, big bang e a constante cosmológica

Eu sou agnóstico. No sentido de "a-", o prefixo de privação, anteposto a "gnostos" que significar saber, conhecimento. A quantidade de conhecimento que possuo é irrelevante.

Mas também sou agnóstico no sentido mundano do termo. Meu cérebro funciona através de processos puramente racionais quando está determinando o que é fato e o que não é. Portanto não vejo muito sentido em desperdiçar tempo para se tentar descobrir se deus existe ou não. Algumas pessoas acham que não se sabe definir deus, outras acham que deus está no plano do sublime, do etéreo, do angelical e a ciência, como representante da nossa capacidade de saber e entender, está no plano do material, do natural, portanto não é possível usar de experimentação ou lógica para determinar a existência ou não de qualquer entidade divina.

A existência de divindades tem sido uma maneira encontrada pela espécie humana para explicar os mistérios da natureza desde que pintamos pela primeira vez na parede de uma caverna. E quando as primeiras centelhas de racionalidade (no sentido moderno) começaram a aparecer entre os homens, surgiram os tais argumentos, supostamente lógicos, que "provavam" (ou não*) que deus existe. Os mais famosos são, provavelmente, o argumento ontológico e o argumento do desígnio.

O argumento ontológico de Santo Anselmo determinava que

• [...] se é possível conceber um ser perfeito, ele deve existir—pois não poderia ser perfeito sem acrescentar a perfeição da existência. Esse [...] argumento [...] foi atacado, mais ou menos prontamente, em dois campos: (1) Podemos imaginar um ser absolutamente perfeito? (2) Será óbvio que a perfeição é aumentada pela existência? Para um ouvido moderno tais argumentos pios parecem tratar de palavras e definições, e não da realidade externa.

Sagan, Carl. Broca's Brain, 1982

Já o argumento do desígnio penetra mais profundamente em assuntos que dizem respeito aos fundamentos da ciência e determina que se a Natureza parece ser formada por máquinas à semelhança das máquinas que nós criamos, então o mundo deve ter sido criado por um criador à nossa semelhança:

• Look around the world: Contemplate the whole and every part of it: You will find it to be nothing but one great machine, subdivided into an infinite number of lesser machines… All these various machines, and even their most minute parts, are adjusted to each other with an accuracy, which ravishes into admiration all men, who have ever contemplated them. The curious adapting of means to ends, exceeds the productions of human contrivance; of human design, thought, wisdom, and intelligence. Since, therefore the effects resemble each other, we are led to infer, by all the rules of analogy, that the causes also resemble; and that the Author of nature is somewhat similar to the mind of man; though possessed of much larger faculties, proportioned to the grandeur of the work, which he has executed. By this argument a posteriori, and by this argument alone, do we prove at once the existence of a Deity, and his similarity to human mind and intelligence.

Hume, David. Dialogues Concerning Natural Religion, Part II-143, 1854

Em seguida Hume submete esse argumento a um ataque devastador, como fez depois dele Immanuel Kant, o que não impediu que a idéia do desígnio [design] continuasse sendo popular nos primeiros anos do século XIX, como por exemplo nos trabalhos de William Paley:

• Não pode haver desígnio sem designador; plano sem planejador; ordem sem escolha; arranjo sem arranjador; subordinação em relação a um propósito sem algo que possa ter esse propósito; meios adaptados a determinado fim, executando sua tarefa no sentido de realizar tal fim, sem que este tenha sido contemplado, ou que os meios se tenham ajustado a ele. Arranjo, disposição de partes, subordinação dos meios a um fim, relação dos instrumentos a um uso, tudo isso implica a presença de inteligência e mente.

Essa é a famosa idéia do criador relojoeiro**, e não foi até o desenvolvimento da ciência moderna e da teoria da evolução através da seleção natural de Charles Darwin e Alfred Russel Wallace em 1859, que esse conceito aparentemente plausível foi definitivamente refutado.

Como cientista, eu deveria defender a idéia de usar a ciência como meio para entender TODOS os mistérios do universo, por mais religiosa que pareça esta prática. Mas como agnóstico, eu não tenho muito interesse nessa mistura de metafísica e ciência, que tem se mostrado ineficiente perante o teste da história.

O próprio religioso (exceto pelos criacionistas) tem o hábito de rebaixar as pessoas e eventos que considera sagrados, como se fossem parte de um passado intangível. Não só um passado distante, mas um "long time ago in a galaxy far away", ou um passado como aquele onde se passam as histórias de J.R.R. Tolkien. A ciência que hoje é ampla e abertamente aceita por todos na forma de tecnologia e medicina, não tinha validade alguma quando dos acontecimentos descritos nos livros sagrados. Mas de alguma forma esse mundo mágico se modificou e se transformou no que conhecemos hoje: um mundo material regido pelas leis da física.

Quando Einstein publicou a sua teoria da relatividade geral, chegou a conclusão de que o universo não poderia ser estático. Como não conseguia aceitar um universo em expansão ou contração, Einstein propôs a equação de campo modificada:

Que contém o termo com a constante , chamada constante cosmológica, que seria responsável por contrabalancear a ação da gravidade, tornando o universo estático. Teorias mais recentes voltaram a considerar a constante cosmológica como forma de incluir a matéria escura, mas no final da década de 20 a constante cosmológica se tornou uma idéia ridicularizada, com o advento da idéia de que o universo está em expansão e evoluiu a partir de um átomo primitivo, sugerida por Georges Lemaître, um astrônomo, físico e padre católico.

Esta concepção foi confirmada alguns anos depois por Edwin Hubble e o papa Eugenio Maria Giuseppe Giovanni Pacelli (Pio XII) anunciou em um discurso na Pontifícia Academia de Ciências em 1951 que a teoria do universo em expansão e do átomo primordial era uma prova da existência de deus e da criação descrita no gênesis. Apesar de ser um padre, Lemaître era um cientista de verdade e ficou bastante irritado com a confusão feita pelo papa.

Como espécie tendemos a achar que somos especiais, talvez únicos. Que a Natureza gira em torno do nosso umbigo. Mas somos apenas um piscar de olhos na história do universo, um bater de asas na história do planeta Terra. Estamos apenas aprendendo a pensar e a lidar com nossa fragilidade e nossa necessidade de buscar a verdade seja da maneira fácil ou da maneira correta. Precisamos do conforto espiritual ao nos confrontarmos com o derradeiro fracasso evolutivo (algo que somos programados para evitar): a morte como o cessar dos sentidos e das funções fisiológicas.

Todas essas tentativas de justificar as fraquezas da nossa espécie não são suficientes para mudar o fato de que deus se trata apenas de uma hipótese inútil.


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* Uma das manifestações do argumento ontológico de Santo Anselmo é o da existência necessária:

1. Deus é a entidade mais grandiosa que se pode conceber;
2. ser necessário é mais grandioso do que não ser;
3. portanto, deus deve ser necessário;
4. então deus existe, necessariamente.
   

Um dos ataques à declaração acima veio do filósofo Douglas Gasking na forma do argumento da não-existência necessária:

1. A criação do mundo é a maior conquista imaginável;
2. o mérito de uma conquista é o produto de (a) sua qualidade intrínseca e (b) a habilidade daquele que a desempenhou;
3. quanto maiores os defeitos (ou deficiências) do criador, mais impressionante é a conquista [subir uma escada, por exemplo, é uma conquista muito mais impressionante se você está numa cadeira de rodas];
4. o mais formidável defeito que um criador poderia ter seria a não-existência;
5. portanto, se supusermos que o universo é produto de um criador existente, então seria possível conceber um ser mais grandioso—por exemplo um criador que não existisse;
6. logo, deus não existe.

** Paley argumentava que a complexidade dos seres vivos implicava na existencia de um criador, assim como a complexidade de um relógio implica na existência de um relojoeiro. Em 1986 Richard Dawkins publicou O Relojoeiro Cego que usa a evolução através da seleção natural para explicar como veio a surgir a complexidade nos animais. Também explica que, ao contrário do relojoeiro que planeja a construção do relógio, a evolução é um processo não planejado, portanto, se houvesse um criador relojoeiro ele deveria ser cego.

God, the Universe and Everything else

Acabo de descobrir esse colóquio magnífico, chamado God, the Universe and Everything Else ("Deus, o Universo e Tudo o mais"). Desculpem a minha ignorância, mas nunca tinha ouvido falar nele. Acho que já deixei claro que sou "fã" de Carl Sagan. Além disso, ser nerd implica em uma afinidade por Arthur C. Clarke (autor da série de livros Odisséia no Espaço). E como físico, além de nerd, claro que eu respeito profundamente o Stephen Hawking.

Agora imagine você que juntaram esses três camaradas numa conversa de pouco mais de uma hora, falando sobre as coisas demi-importantes da vida...

Vi esses vídeos aqui e não pude deixar de copiar. Senhoras e senhores, lhes apresento a vela no escuro, a chama que dança impetuosa e inexoravelmente no mar negro da ignorância e da pseudo-ciência:

Parte 1:



Parte 2:



Parte 3:



Parte 4:



Parte 5:



Parte 6:



P.S.: A tradução está relativamente pobre em algumas partes, mas nada que atrapalhe o entendimento da conversa.

Os que querem ser cientistas

Só faltou o filósofo. Não sei se à esquerda do sociólogo ou à direita do matemático. Fica a cargo do leitor.

Copiei a tirinha daqui, juntamente com essa piada:

• Sociólogos querem ser psicólogos porque se você entende o cérebro pode entender a sociedade;
• Psicólogos querem ser biólogos porque se você entende a vida pode entender o cérebro;
• Biólogos querem ser químicos porque se você entende a matéria pode entender a vida;
• Químicos querem ser físicos porque se você entende o universo pode entender a matéria;
• Físicos querem ser deus;
• Deus quer ser matemático.
  

Buracos Negros, wormholes e viagens no tempo

Okay, o círculo preto na folha de papel obviamente não poderia ser nada parecido com um buraco negro. Qualquer pessoa com um mínimo de conhecimento geral poderia ter aconselhado os produtores do curta acima a mudar de título. Wormhole (buraco de minhoca) talvez fosse muito mais apropriado.

Buracos negros são (ou foram) estrelas supermassivas cuja atração gravitacional é tão forte que nem as explosões gigantescas no seu interior são capazes de evitar que acabe colapsando numa região muito pequena. Eles têm pelo menos dez vezes a massa do nosso Sol, mas com um diâmetro de apenas alguns quilômetros. São ditos "negros" porque dentro de uma região chamada raio de Schwarzschild a curvatura do espaço aumenta gradativamente e qualquer forma de matéria ou radiação que venha a entrar nessa região fica presa aí para sempre.

Todos os buracos negros possuem essa região de Schwarzschild. O centro do buraco negro é chamado de singularidade (esse é o termo que se usa na física quando nos referimos a um ponto de divergência, onde algo é infinito, nesse caso a curvatura do espaço). Se não houvesse a região de Schwarzschild em torno da singularidade, ela poderia ser vista por um observador próximo. Tal fenômeno é chamado de singularidade nua e não deve existir segundo a conjectura da censura cósmica. Nada disso é teoria, especulação ou ficção científica. As coisas que eu acabei de dizer são consequência dos cálculos que podem ser feitos a partir da métrica de Schwarzschild (ou no caso mais realista, a métrica de Kerr-Newman, que descreve buracos negros reais com rotação e carga elétrica).

Por causa da região de Schwarzschild em torno dos buracos negros, podemos pensar neles como os bancos de dados do universo. Os cronistas do mundo que guardam cada registro captado desde a origem do universo. Isso acontece porque à medida que um observador se aproxima da singularidade a curvatura aumenta e seu tempo-próprio (o tempo medido pelo seu relógio) passa cada vez mais devagar. Então os buracos negros são como discos de vinil, a cada milímetro de distância do centro existe um anel que contém informações necessárias para se descrever o universo como visto por aquele buraco negro em um momento no tempo. Se o observador está a uma distância da singularidade (dentro do raio de Schwarzschild) e olha por cima dos ombros para o universo, ele vai ver uma paisagem diferente da que veria se estivesse mais longe ou mais perto do centro do buraco e veria o universo mais antigo à medida que se aproximasse. Vale salientar que Stephen Hawking descobriu que os buracos negros na verdade não são completamente negros. Aos poucos eles irradiam a chamada radiação de Hawking que num futuro distante acabaria por esgotá-los. Assim como os CDs piratas e pen drives de vinte reais, os buracos negros não são formas confiáveis de guardar informação.

De toda forma, se aquele círculo preto na folha de papel fosse um buraco negro, muito rapidamente tudo ao seu redor (o sistema solar) seria sugado pela sua imensa força gravitacional e se juntaria à matéria do seu interior.

Já um buraco de minhoca se prestaria muito mais adequadamente ao papel em questão. Também conhecidos como wormholes, são uma previsão das equações de Einstein. Sabemos que nosso espaço é curvo. Quando falo em espaço me refiro ao espaço-tempo, o lugar físico-matemático onde o universo repousa. O espaço-tempo não é plano como uma mesa. Ele possui geometrias complicadas, de modo geral ele é curvo, especialmente próximo às estrelas e planetas; e é essa curvatura a responsável pela força que experimentamos aqui na Terra e que chamamos de força da gravidade. Isso mesmo, a Terra curva o espaço-tempo à sua volta.

Mas isso é um fenômeno local. Globalmente o espaço (supostamente) também tem uma curvatura e é aí que entram os buracos de minhoca. A menor distância entre dois pontos (chamada de geodésica) só é uma linha reta se o espaço é plano. Se, por exemplo, o espaço for esférico a menor distância entre quaisquer dois planos é um arco circular.


Então quando nos movimentamos pelo espaço curvo, na verdade nos movemos através de curvas geodésicas sobre sua geometria.

Os buracos de minhoca seriam atalhos que atravessariam a curvatura do espaço encurtando a distância entre dois pontos, algo como o que acontece com a mancha preta no papel do curta-metragem acima.


Se esses dois pontos forem suficientemente distantes e o espaço-tempo for suficientemente curvo, a ficção científica determina que um foguete lançado através do buraco de minhoca poderia viajar para o passado. Isso vem de um fenômeno (real) chamado contração do tempo. Quanto mais rápido viaja um observador, mais lentamente o tempo passa pra ele. Ao passo que se ele atinge a velocidade da luz (não importam as dificuldades experimentais que tal fenômeno implicaria: gedankenexperiment) o tempo efetivamente pára. Então, supostamente, se um astronauta, passando por um buraco de minhoca, chega do ponto A ao ponto B, antes de um raio de luz viajando através do espaço convencional, então o tempo medido pelo astronauta retrocederia e ele viajaria para o passado.

Enfim... Cuidado com os nomes que você coloca nos seus filmes.